Устройство защитного отключения

Устройство относится к электротехнике и предназначено для повышения электробезопасности и пожаробезопасности при появлении в защищаемой электроустановке тока утечки недопустимо большой величины. Устройство содержит автоматический выключатель с катушкой независимого расцепителя, датчик дифференциального тока, выпрямитель, к входам которого подсоединены фазный и нейтральный проводники однофазной питающей сети, систему управления и ключ, подключенный в цепь постоянного тока выпрямителя, и отличается тем, что катушка расцепителя включена между нейтральным проводником и соответствующим входом выпрямителя. При этом катушка расцепителя размещена в нейтральном полюсе выключателя, а ее подключение к нейтральному проводнику может быть выполнено внутри нейтрального полюса выключателя. При таком выполнении фазное напряжение подается на вывод катушки расцепителя только на время срабатывания устройства, что снижает вероятность повреждения изоляции катушки.

1. Область техники, к которой относится полезная модель

Полезная модель относится к электротехнике, в частности, к устройствам защиты электрических линий электроустановок при повреждении изоляции, реагирующим на разность между токами.

2. Уровень техники

Известны устройства защитного отключения (УЗО), управляемые дифференциальным током [1, 2]. Эти устройства содержат автоматический выключатель с катушкой независимого расцепителя, датчик дифференциального тока, выпрямитель, к входам которого подсоединены фазный и нейтральный проводники однофазной питающей сети, систему управления и ключ, подключенный в цепь постоянного тока выпрямителя. Такие устройства обеспечивают защитное отключение при появлении дифференциального тока (тока утечки или замыкания на землю), превышающего величину, на которую отрегулировано конкретное устройство, в цепи нагрузок, подключенных к УЗО. Недостатком известных устройств является их низкая надежность, вызванная тем, что катушку независимого расцепителя подключают к фазному проводнику [1] или включают в цепь постоянного тока выпрямителя [2]. В связи с этим в нормальном режиме работы электроустановки, когда УЗО находится в режиме ожидания, катушка независимого расцепителя длительное время находится под потенциалом фазного проводника, что может привести к пробою ее изоляции от других цепей, имеющих потенциал нейтрального проводника.

3. Раскрытие полезной модели

Основной задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение надежности УЗО.

С этой целью устройство содержит автоматический выключатель с катушкой независимого расцепителя, датчик дифференциального тока, выпрямитель, к входам которого подсоединены фазный и нейтральный проводники однофазной питающей сети, систему управления и ключ, подключенный в цепь постоянного тока выпрямителя, при этом катушка расцепителя включена между нейтральным проводником и соответствующим входом выпрямителя. Такое выполнение устройства приводит к тому, что в нормальном режиме работы электроустановки, когда УЗО находится в режиме ожидания, катушка независимого расцепителя находится под потенциалом нейтрального проводника, то есть потенциал на ее выводах близок к нулю. Надежность еще более возрастает, если катушку расцепителя, включенную в цепь нейтрального проводника, дополнительно разместить в нейтральном полюсе выключателя.

При таком осуществлении полезной модели достигается требуемый технический результат - повышение надежности работы устройства путем предотвращения пробоя изоляции между катушкой расцепителя и токоведущими частями устройства.

4. Краткое описание чертежей

На фигуре 1 представлена схема предлагаемого устройства.

На фигуре:

1 - автоматический выключатель;

2 - катушка независимого расцепителя выключателя;

3 - датчик дифференциального тока;

4 - выпрямитель, к входам которого подсоединены фазный L и нейтральный N проводники однофазной питающей сети;

5 - система управления;

6 - ключ, включенный в цепь постоянного тока выпрямителя;

7 - нейтральный полюс выключателя;

8 - фазный полюс выключателя;

9, 10 - выводы катушки независимого расцепителя.

5. Осуществление полезной модели

Устройство состоит из автоматического выключателя 1 с катушкой независимого расцепителя 2, датчика дифференциального тока 3, выпрямителя 4, к входам которого подсоединены фазный L и нейтральный N проводники однофазной питающей сети, системы управления 5 и ключа 6, подключенного в цепь постоянного тока выпрямителя 4. Выключатель состоит из нейтрального полюса 7 и из фазного полюса 8. Катушка независимого расцепителя 2, имеющего выводы 9 и 10, включена между нейтральным проводником N и соответствующим входом выпрямителя 4.

Рассмотрим действие устройства. Если отсутствует ток утечки, то сигнал на выходе датчика дифференциального тока 3 будет близок к нулю и система управления 5 не подает сигнал на включение ключа 6. При этом катушка независимого расцепителя 2 обесточена, а на автоматический выключатель 1 не дается команда на отключение. Оба вывода 9 и 10 катушки независимого расцепителя в режиме ожидания имеют потенциал нейтрального проводника.

Если же ток утечки превысит отключающий дифференциальный ток, то на выходе датчика дифференциального тока 3 появляется сигнал такой величины, который через систему управления 5 воздействует на ключ 6, который подает фазное напряжение на вывод 10 катушки независимого расцепителя 2. Появление тока в катушке независимого расцепителя 2 влечет срабатывание автоматического выключателя, размыкание контактов которого, в свою очередь, приводит к отключению защищаемой нагрузки, а также к прекращению протекания тока через катушку независимого расцепителя. Таким образом, фазное напряжение подается на вывод 10 катушки расцепителя

кратковременно, только на время срабатывания устройства, что снижает вероятность повреждения изоляции катушки.

Повреждения изоляции катушки расцепителя 2 становится еще менее вероятным, если эту катушку разместить в нейтральном полюсе 7 выключателя 1.

Если вывод 9 катушки независимого расцепителя 2 подключить к нейтральному проводнику N внутри нейтрального полюса 7 выключателя 1, то это позволит упростить конструкцию УЗО.

6. Библиографические данные

1 Патент RU 2184413 С2, Н 02 Н 5/10, 3/16, 19.09.2000 г.

2 Патент RU 2171001 C1, H 02 Н 3/16, 25.10.2000 г.

1. Устройство защитного отключения, содержащее автоматический выключатель с катушкой независимого расцепителя, датчик дифференциального тока, выпрямитель, к входам которого подсоединены фазный и нейтральный проводники однофазной питающей сети, систему управления и ключ, включенный в цепь постоянного тока выпрямителя, отличающееся тем, что катушка расцепителя включена между нейтральным проводником и соответствующим входом выпрямителя.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что катушка расцепителя размещена в нейтральном полюсе выключателя.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что подключение катушки расцепителя к нейтральному проводнику выполнено внутри нейтрального полюса выключателя.